JPH0695684B2 - 送信制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、トークンパッシング通信方式を用いたネット
ワークにおけるステーション間の送信を制御する方法に
係わり、特に送信データの受信もれをなくした高信頼度
のシステムにおける送信制御方法に関する。

〔従来の技術〕

トークンパッシング方式を用いたネットワークシステム
においては、トークンフレームを各ステーション間に巡
回させ、トークンフレームを受け取ったステーションが
データフレームの送信権を持つ。各ステーションは送信
されたフレームを受信すると、そのフレームが自ステー
ション宛か他ステーション宛かを判断して、自ステーシ
ョン宛ならばそのフレームのデータを取り込み、他ステ
ーション宛ならばそのデータは廃棄する。このトークン
パッシング方式のシステムにおける、送信データの受信
もれをなくすための従来技術には、例えば特開昭61−17
7048号に示されたものがあり、以下ではまずこの従来例
を説明する。

第２図はトークンバス形ネットワークの構成例を示すも
ので、伝送路２にステーション101〜104が各ポイントP1
〜P2にて接続されている。第３図はステーション101
（他も同じ構成）の内部構成を示すもので、ステーショ
ンの動作制御、受信処理等を行う処理装置３、送信デー
タ及び受信データを記憶するデータバッファメモリ４、
トークンフレーム及びデータフレームの生成、バッファ
メモリ４内の送信データの送信及び受信データフレーム
のバッファメモリ４への格納等を行うトークンバスコン
トローラ５、送信ドライバ６、受信バッファ７、及び処
理装置３から駆動されて時間τ１秒をカウントしコント
ローラ５の送信動作を制御するタイマ20から成ってい
る。

第４図は伝送されるフレームのフォーマットを示してお
り、同図（ａ）のトークンフレーム13はフレーム受信自
の同期パターンPREAMBLE、フレームの先頭を示すスター
ティングデリミタSD、フレーム識別用のフレームコント
ロールFC、送り先アドレスDA、送り元アドレスSA、FCか
らSAまでのデータをチェックするためのフレームチェッ
クシーケンスFCS、及びフレームの終了を示すエンディ
ングデリミタEDより構成される。一方、データフレーム
14は、トークンフレーム13のSAとFCSの間に送信データD
ATAを入れ、かつフレームチェックシーケンスFCSをFCか
らDATAまでの範囲のチェック用とした点のみがトークン
フレーム13と異なり、他は同じ構成である。

第５図はトークンだけがステーション間を巡回している
ときの動作説明図で、ステーション101からステーショ
ン102へトークンフレーム131を送信するときは、ステー
ション101はその送り先及び送り元アドレスDA及びSAを
それぞれステーション102及び101のアドレスとする。こ
れによってステーション102のみがトークンフレーム131
を取り込む、次のトークンフレーム132の送信は、送り
先及び送り元アドレスDAおよびSAがそれぞれステーショ
ン103及び102のアドレスとされる。以下同様にしてトー
クンフレームをステーション101〜104に巡回させる。

第６図は、第５図に示したトークン巡回動作のタイムチ
ャートで、伝送フレームが、各ステーションを伝送路２
に接続したポイントP1〜P4にあるときの時刻Tijが示さ
れている。時刻T11にポイントP1（ステーション101）か
ら送り出されたトークンフレーム131は時刻T21,T31,T41
にそれぞれポイントP2,P3,P4へ到達する。これを受信し
たステーション102が時刻T22にポイントP2からトークン
フレーム132を送り出す。以下同様にしてトークンフレ
ームが各ステーションを巡回する。

第７図はデータフレーム送信が行われるときのタイムチ
ャートで、この場合はトークンフレームを受信したステ
ーションがまずデータフレーム141〜144を送信しその後
でトークンフレーム131〜134をそれぞれ送り出す。この
ようにして送信されたデータフレームはデータバッファ
メモリ４（第３図）に一旦格納されて処理装置３による
処理を待つ。この場合、データフレームの送信に要する
時間よりもその処理装置３による処理時間の方が一般に
長く、かつバッファメモリ４は有限長の容量であるか
ら、もしあるステーションへのデータフレームの送信が
続くとそのステーションのバッファメモリはオーバーフ
ローし、送信データが受信不能となって消失してしま
う。

前述した従来例においては、こうした受信もれをなくす
ために、データバッファメモリ４の処理待ちデータの数
が所定値をこえたとき、各ステーションに送信動作を停
止させるようにする。第８図はその時の動作を示す伝送
路タイムチャートで、各ステーションからデータフレー
ム141〜145が送り出された後の時刻T22において、ステ
ーション102のバッファメモリ４の処理待ちデータ数が
所定値を越えたとする。そうすると、ステーション102
はトークンフレーム135を受信したことによりタイマ20
を起動し、その設定時間τ１の間だけタイマ20の出力信
号21によりコントローラ５からのトークンフレーム及び
データフレームの送信を停止させる。これによってトー
クンフレームが止まるから、どのステーションからの送
信も停止する。タイマの設定時間τ１は、バッファメモ
リ４に蓄積された受信データの大部分または全部が処理
されるだけの時間としておけば、時刻T23＝T22＋τ１に
はステーション102のバッファメモリ４も十分空いてい
る状態になるから、各フレームの送信を開始する。

次の別の従来例である特開昭62−81844号に示されたも
のを説明する。これは相互接続された複数のノード（前
記従来例のステーションに相当）で構成したデータの通
信網にパケット（前記従来例のデータフレームに相当）
を送受信単位として伝送し、ノードがデータを送信する
ときは、事前に他ノードの状態を示すメモリ中の状態テ
ーブルを見て相手ノードが受信可能であるかどうかを調
べ、受信可能であれば送信を開始する。もし、不可能で
あれば相手が受信可能になるまで送信を待つ。受信側ノ
ードは、伝送路から入力パケットを受信した場合、アド
レスが自己宛のパケットであれば、受信パケットバッフ
ァに取り込む。ブロードキャストパケットのときも同様
に取り込む。受信パケットバッファにはスレッショルド
レベルを定め、バッファがスレッショルドレベルを越え
たとき、自ノードは受信不可能であることを示すブロー
ドキャストパケットを全ノードに送信する。受信不可能
のブロードキャストパケットを受信したとき、前記メモ
リ中の状態テーブルの該当宛先ノードを受信不可能に書
き換える。また、受信側ノードで受信バッファがスレッ
ショルドレベルより低下したとき、受信可能としたブロ
ードキャストパケットを送り出し、これを受信した他ノ
ードは状態テーブルを受信可能に書き換える。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記した従来技術のうち特開昭61−17708号のもので
は、１つのステーションでバッファメモリがオーバフロ
ーすると、全てのステーション間の伝送が一定時間停止
される。このため伝送路の使用効率が悪く、また優先的
に送りたいデータフレームがあるときにもそれをすぐ送
れない、等の問題があった。また特開昭62−81844号の
ものでは、通信パケット以外にも受信可能／不可能を通
知するためのブロードキャストパケットを送信する必要
があり、やはり伝送路の使用効率が悪いという問題があ
った。

本発明の目的は、送信データの受信もれがなく、かつ伝
送路を効率よく使用して小さな持ち時間でデータフレー
ムの送信が行えるようにした送信制御方法を提供するに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明においては、バッ
ファメモリで処理待ちのデータの１つの処理に要する時
間またはそれより大きい時間が経過するごとに周期的に
信号を出力するフリーラン形のタイマと、データフレー
ムが受信されたときに１だけカウントアップされ、上記
タイマの出力信号により１だけカウントダウンされるカ
ウンタと、該カウンタのカウント値をデータフレームま
たはトークンフレームに乗せて伝送路へ送出する機能と
を各ステーションに設ける。そしていずれかのステーシ
ョンの上記カウンタのカウント値が所定値になり、その
所定値を乗せたデータフレームまたはトークンフレーム
を各ステーションが受信したときには、各ステーション
間で互いに重ならないように順次割り当てられ、その時
間長がタイマの一周期となるところの送信許可時間内に
のみ当該ステーションからの送信を１回だけ行えるよう
にし、こうして割り当てられた送信許可時間が各ステー
ションを一巡し終わった時点でトークンによる通常の送
信制御に戻るようにした。また、休止中のステーション
の立ち上げ時には、そのステーションは上記の送信許可
時間がステーションを一巡する間伝送路の信号をモニタ
し、そのモニタ期間中に受信したフレーム中のカウント
値を自ステーションにセットし、あるいは１つも他ステ
ーションからのカウント値が得られないときは予め定め
た初期値をセットし、その後通常の動作を始めるように
した。

〔作用〕

各ステーションから送信されたデータフレームは全ステ
ーションで一旦受信されるから、伝送時間の遅れを無視
すればどのステーションのカウンタも常に同じ値だけカ
ウントアップされる。またタイマの周期は全ステーショ
ンとも同じとしておけば、そのタイマ出力信号のタイミ
ングのずれを除けばどのステーションのカウンタも常に
同じ値だけカウントダウンされる。そしてこのカウント
値は、バッファが空のとき０となるようにしておけば、
いつもバッファ内の処理待ちデータの個数を表してい
る。従ってこのカウント値が所定値となったときに送信
を制限する制御を行う。即ちタイマの一周期内には１つ
のステーションから１回だけ送信を許す。この送信許可
を各ステーション順に割ち当てて一巡すると、タイマ出
力の一周期には必ず１つのデータが処理されてカウント
値は−１されているから、どの時点においてもカウント
値は上記所定値を越えることなく、一般には送信しない
ステーションもあるからカウント値は次第に減少する。
こうして送信許可が一巡した後に通常の状態に戻せずバ
ッファメモリでのオーバーフローなしに送信が行える。
しかもこの方法によると送信を制限している間もトーク
ンフレームをまわして各ステーションで順に送信を行え
るから、伝送路が有効に使用でき、送信の待ち時間も小
さくなる。また、休止中のステーションの立ち上げは、
他ステーションを動作させたままで他ステーションと同
じカウント値をカウンタにセットできるので、送信制限
の制御動作の可能な状態で立ち上げが行える。

〔実施例〕

以下本発明を実施例により説明する。第１図は本発明の
方法を適用したステーションの一実施例を示すブロック
図で、データ処理用の処理装置23、送受信データ記憶用
のデータバッファメモリ４、受信したデータフレーム１
つを処理する時間τ２を検出するタイマ８、データフレ
ームを受信したときに発生す信号11によりカウントアッ
プし、タイマ８のカウントアップ時に発生する時間検出
信号10によりカウントダウンするカウンタ９、フレーム
の送受信制御を行うトークンバスコントローラ22、送信
ドライバ６及び受信レシーバ７より構成されている。

本実施例で用いるトークンフレームは第４図（ａ）のも
のと同じであるが、データフレームは第９図（ａ）に示
すものを用いる。このデータフレーム16は、第４図
（ｂ）に示したデータフレーム14内に、送信制御用のカ
ウント値CNTを追加したものである。

第10図はタイマ８とカウンタ９の動作を示すタイムチャ
ートである。タイマ８は、処理装置23がバッファメモリ
４内の受信データ１個処理する時間τ２に設定されてお
り、この時間τ２が経過するごとに信号10を出力するフ
リーランタイマである。一方、トークンバスコントロー
ラ22は１つのデータフレーム16を受信するごとにデータ
フレーム受信信号11を出力する。カウンタ９はこの信号
11により１だけカウントアップし、タイマ８からの信号
10により１だけカウントダウンする。即ちバッファメモ
リ４にデータが入るごとにCNTは＋１され、１つのデー
タ処理が終わるごとに−１されるから、データバッファ
メモリ４が空のときCNT＝０としておけば、カウンタ９
のカウント値CNTは常にバッファメモリ４の処理待ちデ
ータ数を表す。

第１図のステーションによる送信制御動作を次に説明す
る。第１図のステーション４個が第５図のように伝送路
２に接続されているとする。従って、以下ではステーシ
ョン101〜104は従来例で述べた第３図のものとは違って
第１図のものを指すものとする。また第11図は送信制御
動作を示すタイムチャートであり、各ステーションで
は、カウンタ９のカウント値CNTがＭのときにバッファ
メモリ４のオーバーフローを防ぐための送信制御が行わ
れるものとする。さらに当面はステーション104は伝送
路２に接続されていないものとする。トークンフレーム
131、132、……及びデータフレーム161、162……の送信
方法は従来例の第６図、第７図で説明したのと同じであ
り、この送信が続けられている内にステーション101が
時刻T11にデータフレーム161をステーション102へ送信
したとする。この送信によってステーション102のカウ
ント値CNTがＭになったとし、続いてステーション102が
時刻T21にデータフレーム162を送信すると、このフレー
ムのCNTはＭである。各ステーション101〜103はデータ
フレーム162を受信し、カウント値CNTがＭであることを
検出すると送信を制御するための送信制御を行う。

この送信制御は次のようなものである。まず、各ステー
ション101〜103に、この順に送信許可時間を割り当てる
（この順は予め定めてあればどの順でもよい）。１つの
ステーションへの送信許可時間はタイマ８の設定時間τ
２である。最初のステーション101の送信許可時間の開
始時刻は、ステーション101がデータフレーム162を受け
た時刻T12より後の、最初にタイマ８からの信号10を受
けた時刻t0である。そしてこの時刻t0からτ２経過した
時間t1までがステーション101の送信許可時間であり、
続く時刻t1からt2＝t1＋τ２までがステーション102の
送信許可時間となる。以下同様である。この送信制御状
態にあるときに、ステーション101は時刻T12でCNT＝Ｍ
となり、時刻t0で信号10によりCNT＝Ｍ−１となってい
るから、データフレーム163を送信するとその中にセッ
トされるカウント値CNTはＭ−１である。ステーション1
02は時刻t0〜t1の間は必ず信号10によりCNTが−１され
るから、ステーション101からのデータフレーム163を受
信してもカウント値CNTは高々Ｍであり、Ｍを越えるこ
とはない。以下同様であり、送信制御中にはどのステー
ションのCNTも越えることはなくなり、データバッファ
メモリ４のオーバーフローは抑止される。送信許可時間
でもデータフレームを送信しないステーションがあれ
ば、その間に全ステーションでの処理待ちデータは確実
に減少する。タイマ時間τ２を実際の１データ処理時間
よりも少し大きくしておけば、このような送信無しのス
テーションがなくても必ずカウンタ９のカウント値CMT
は減少する。

本実施例によれば、受信データの格納場所であるバッフ
ァメモリを大きくすることなく、受信データの受信もれ
を防止でき、かつ送信制御中でも各ステーションは送信
許可時間内に送信できるから、伝送路の使用効率を高
め、かつ送信制御のための送信待ちの時間を短縮でき
る。

次に、第11図の動作例のように、休止中のステーション
が存在し、他ステーションが動作中に休止中のステーシ
ョンを伝送路に接続する方法を説明する。本発明の方法
では、動作中の各ステーションのカウント値CNTは、デ
ータフレーム受信時刻のずれやタイマ８からの信号10が
カウンタ９へ入力されるタイミングのずれを除けばいつ
でも同じ値になっていて、これをもとに送信制御の必要
性を判断している。従って休止中のステーションを伝送
路に接続するときには、そのステーションのカウンタの
カウント値CNTを動作中の各ステーションのそれに合わ
せて動作開始させる必要がある。そこで今、第11図のよ
うにステーション101〜103が動作中であるとき、ステー
ション104を立ち上げるものとする。このときの動作タ
イムチャートは第12図に示されており、ステーション10
4はまずタイマ８を起動して出力信号10を出す。その時
点t04から送信制御時間τ２×ｎ（ステーション台数を
ｎとする。今はｎ＝４）だけ伝送路２をモニターし、こ
の期間に受信したデータフレームのカウント値CNTを自
ステーションのカウンタ９にセットする。これによって
ステーション104のカウンタも他の動作中のステーショ
ンのものと一致させることができる。なお、このモニタ
ー期間中にデータフレームを受信しなかったときは０ま
たはＭ−ｎ（＞０）を自ステーションのカウンタ９にセ
ットする。そしてモニター期間が終わると、トークンを
受けたときフレームを送信するという通常の動作を開始
する。

本実施例によれば、追加加入するステーションがある場
合に送信制御動作を中断する必要がなく、かつ加入した
ステーションのカウンタ９のカウント値も他ステーショ
ンに揃えられるので、加入したステーションも送信制御
動作をすぐ使用でき、応答性を向上する。

なお、以上の実施例においては、自ステーションのカウ
ント値CNTを第９図（ａ）のデータフレームに挿入して
他ステーションへ送るものとしたが、データフレームは
従来と同じ第４図（ｂ）のものとし、トークンフレーム
を第９図（ｂ）のようにカウント値CNTを入れたものと
してもよい。このようにした場合には、データフレーム
と違ってトークンフレームはそれを受けたステーション
が必ず送り出すから、休止中ステーションを立ち上げる
ときに送信制御動作時間のように長く伝送路フレームを
モニターする必要がなくなり、応答性が一層向上する。

また、タイマのタイミングや伝送時間のずれを無視すれ
ば、カウンタのカウント値は全ステーションで同じであ
るから、カウンタとそのカウント値の伝送機能は全ステ
ーションに必ずしも必要でない。そこでこの機能をもっ
たステーションを１台または全ステーションの一部のも
のに限定しても、その機能を持つステーションが全て休
止しなければシステムの送信制限の制御は可能である。

第13図は本発明のステーションの別の実施例を示すもの
で、リング形のトークンパッシング伝送路19に第14図の
ように接続される。ステーションの構成は第１図のもの
と大部分か同じであるが、伝送路２がバスからリードリ
ング形に変わっているので、トークンバスコントローラ
22に代わってトークンリングコントローラ25が用いられ
ているところだけが異なっている。この実施例における
送信制御、及び休止中ステーションの立ち上げの動作は
第１図の場合と全く同じであり、リング形のシステムで
も本発明は適用できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、受信データ格納用のバッファメモリで
のオーバーフローによる受信もれを防止でき、かつ伝送
路を効率的に使用して少ない時間でデータ送信を行える
という効果があり、また休止中ステーション立ち上げ処
理も、システムの送信制御を中断することなく短時間に
行えるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を適用したステーションの一実施
例を示すブロック図、第２図はトークンバス形ネットワ
ークの構成図、第３図及び第４図は従来のトークンバス
ステーションのブロック図及び伝送路上のフレームフォ
ーマット、第５図はトークンフレームの巡回動作を示す
図、第６図は第５図の動作のタイムチャート、第７図は
トークンフレームとデータフレームが伝送されたときの
タイムチャート、第８図は従来の送信制御を説明するタ
イムチャート、第９図は本発明で用いるフレームのフォ
ーマットを示す図、第10図はカウンタの動作説明図、第
11図は本発明の送信制御を説明するタイムチャート、第
12図は休止中ステーションの立ち上げ処理を説明するタ
イムチャート、第13図及び第14図はリング形伝送システ
ムへの本発明の適用例を示す図である。 101〜104……ステーション、２……伝送路、４……デー
タバッファメモリ、８……タイマ、９……カウンタ、23
……処理装置、22……トークンバスコントローラ、13,1
31〜137……トークンフレーム、16,161〜165……カウン
ト値付きデータフレーム、17……カウント値付きトーク
ンフレーム、141〜144……リング形ステーション、25…
…トークンリングコントローラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 利幸 茨城県日立市大みか町５丁目２番１号 日 立プロセスコンピュータエンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 溝河 貞生 茨城県日立市大みか町５丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 丸山 久幸 茨城県日立市大みか町５丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 小川 尚雄 茨城県日立市大みか町５丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (56)参考文献 特開 昭62−232226（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】伝送路に接続された複数のステーション間
   でトークンフレームを順次送信し、該トークンフレーム
   を受信したステーションが送信権を持つようにしたシス
   テムにおける送信制御方法において、ステーションのデ
   ータバッファの処理待ちデータ１つの処理に要する時間
   またはそれより大きい時間を周期として信号を出力する
   タイマと、データフレーム受信時に１だけカウントアッ
   プされ上記タイマの出力信号により１だけカウントダウ
   ンされるカウンタと、該カウンタのカウント値をデータ
   フレームに乗せて送信する機能とを各ステーションに設
   け、その各々の時間長が上記タイマ出力信号の周期であ
   る送信許可時間を各ステーションに互いに重ならないよ
   うに順次割り当てるとともに、いずれかのステーション
   の上記カウンタのカウント値が予め定められた所定値に
   なりその所定値を乗せたデータフレームが伝送路へ送出
   されたときには、各ステーションは上記自ステーション
   に割り当てられた送信許可時間内にトークンフレームを
   受信すれば１回だけの送信権を持ち、各ステーションの
   送信許可時間が一巡したのちに通常のトークンフレーム
   受け渡しによる送信制御を行うようにしたことを特徴と
   する送信制御方法。
2. 【請求項２】休止中のステーションを立ち上げるときに
   は、当該ステーションは前記送信許可時間が一巡するだ
   けの時間を自ステーションのタイマで計測して伝送路を
   モニターし、もし該モニター期間中に他ステーションか
   らデータフレームが送信されてきたときには該データフ
   レーム中のカウント値を自ステーションのカウンタにセ
   ットし、もし上記モニター期間中に他ステーションから
   データフレームが送信されてこなかったときには予め定
   めた値を自ステーションのカウンタにセットし、しかる
   のちにトークンフレーム受け渡しによる送信制御状態と
   なるようにすることを特徴とする請求項１記載の送信制
   御方法。
3. 【請求項３】前記カウンタ及び該カウンタのカウント値
   の送信機能を全ステーションの内の一部のみに設けたこ
   とを特徴とする請求項１記載の送信制御方法。
4. 【請求項４】前記カウンタのカウント値をデータフレー
   ムではなくトークンフレームに乗せて送信することを特
   徴とする請求項１ないし３記載の送信制御方法。